Listnaté lesy v pahorkatinách více tlumí povodně než jehličnaté

Smíšený les s potokem v pahorkatině.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Jan Řezáč / VÚLHM

Cílem jejich výzkumu bylo srovnat roční průběh základních hydroklimatických veličin během roku 2023 a povodňového roku 2024 ve dvou lesních mikropovodích nacházejících se v pahorkatinách Českomoravské a Drahanské vrchoviny, kde je, resp. byl smrk řídící porostní dřevinou.

Veškerá měření průtoků byla prováděna na stabilizovaných měrných přelivech dvou malých lesních povodí. Mikropovodí (MP) Račín se nachází v LHC Kinský Žďár v blízkosti města Žďár nad Sázavou, a MP Křtiny spadá do LHC ŠLP ML Křtiny, který přiléhá k severní hranici města Brna.

Jedním z klíčových prvků protipovodňové ochrany tedy mohou být lesní porosty, které v současné době pokrývají 34 % povrchu České republiky a jejich výměra soustavně roste. Mimo to, že poskytují dřevní hmotu a mnoho jiných benefitů pro lidskou společnost, mají nepopiratelný vliv i na koloběh vody v krajině.

Vědecký výzkum potvrdil zásadní úlohu lesa při hospodaření s vodou v krajině, a také při tlumení povodňových vln v době intenzivních srážek. Na tuto vodohospodářskou funkci lesa má nezanedbatelný vliv druhová, prostorová a věková skladba porostu, a především lesní půda.

Podle vědců dokáží lesní komplexy tlumit velkou vodu, přičemž jsou schopny snížit kulminační vlnu oproti zemědělské půdě až o polovinu. Je to dáno významnou infiltrační schopností lesních půd a schopností lesní půdy zadržet část srážkové vody. Ta následně zpomaleně odtéká v podobě podpovrchového odtoku, a udržuje tak základní odtok ve vodotečích. Důsledkem toho se v době sucha zvyšují minimální průtoky drobných lesních toků a tato voda je následně k dispozici v krajině níže po toku.

Jedním ze základních hydroekologických parametrů, který lze v lesnické praxi na úrovni povodí vědomě a kontrolovaně ovlivňovat, je dřevinná skladba porostů. Pro účelné změny v krajině je ovšem nutné porozumět vlivu jednotlivých lesních dřevin. Stěžejní je zde rozdíl mezi jehličnatými a listnatými dřevinami kvůli jejich odlišným fyziologickým vlastnostem a zejména odlišnému asimilačnímu aparátu. Obecně lze konstatovat, že z listnatých povodí ročně odtéká více vody než z jehličnatých.

V pahorkatinné krajině vědci doložili, že během suchých období (více než týden trvajících bezesrážkových period) vykazují povodí s listnatým a smíšeným lesním porostem významnou schopnost zajišťovat vyrovnané průtoky, zatímco v převážně smrkovém povodí průtok klesá až pod 10 % ročního průměru.

Nicméně zcela odlišná situace byla na stejných územích při reakci na extrémní srážky. Jako účinnější se zde oproti smrkovému ukazuje smíšené (1,5násobně) a bukové (dvojnásobně) mikropovodí. Na základě lokálních výzkumů lze předpokládat, že během roku se vliv listnatých a jehličnatých dřevin na množství odteklé vody výrazně mění a mnohdy se zcela obrací.

Zatímco během sušších období, kdy je transpirace omezena vlivem snížené dostupnosti vody v půdě, je odtok z listnatých území vyšší, tak ve vodných obdobích je naopak nižší. Doposud publikované výzkumy se shodují, že v pahorkatinách listnaté dřeviny přispívají k většímu množství vody v lesních tocích, a z hydroekologického pohledu mohou být považovány za příznivější oproti smrkovým porostům.

To je s největší pravděpodobností způsobeno tím, že v českých pahorkatinách během roku převládají právě období se sníženou dostupností vody a že smrk se zde nachází na hranici svého ekologického optima, a nedokáže tak naplnit svůj vodohospodářských potenciál tak jako v horských územích.

Studie se opírala o data ze dvou mikropovodí, kde dominoval smrk jako řídící dřevina lesních porostů. Jeho zastoupení zde ještě před rokem 2020 dosahovalo 56 % s podílem buku 39 %. V roce 2024 na základě dat dálkového průzkumu dosahuje zastoupení smrku 29 % ve prospěch buku 59 %. Jedná se o reakci na období ustupující kůrovcové kalamity mezi lety 2020 a 2023.

Kanice, lesní porost.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Petr Kupec / VÚLHM

Dochází zde tedy dochází k náhradě smrku za buk, což by mělo vodohospodářskou účinnost povodí při zadržování extrémních srážek podpořit. Vliv této významné změny ve 27 % porostního složení však nebyl na výsledcích studie zaznamenán. Lze předpokládat, že původně smrkové povodí si zachovává nízkou vodohospodářskou účinnost ještě několik let po výrazné změně dřevinné skladby na jinou řídicí dřevinu.

Výsledky vědců poukazují na fakt, že smrková povodí v nižších pahorkatinách 3. LVS dosahují výrazně nižší vodohospodářské účinnosti, než smrková povodí blíže svému ekologickému optimu (5. LVS). Toto důležité zjištění připomíná, že problematiku smrku nelze kategoricky generalizovat, ale vždy je důležité pracovat s lokálními podmínkami. To platí mimo jiné u změny dřevinné skladby, která může mít dlouhodobě významný pozitivní vliv na hydrické poměry, ale tento vliv lze očekávat až s několikaletým zpožděním.

Studie prezentuje data ze dvou lesních mikropovodí a dvou hydrologicky odlišných let. Lokální charakter studie i krátké časové období je třeba vnímat v kontextu globální klimatické změny jako experiment, jehož cílem je přispět k pochopení měnící se role lesních porostů v protipovodňové ochraně a problematiky radikální změny dřevinné skladby.

Článek „Rozdílné chování párových smrkových pahorkatinných mikropovodí ve dvou hydrologicky odlišných letech“ je volně ke stažení.

Autoři článku: Jan Deutscher, Jan Podlipný, Petr Čech, Petr Kupec, Mendelova univerzita v Brně, Lesnická a dřevařská fakulta, Ústav inženýrských staveb, tvorby a ochrany krajiny.